ΤΕΝΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΝΔΕΣΜΩΝ Δρ. Παναγιώτης Β. Τσακλής ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΕΝΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΝΔΕΣΜΩΝ Δρ. Παναγιώτης Β. Τσακλής

Σε συντομία… Λειτουργία - Σύνδεσμοι : σύνδεση οστού με οστό αύξηση της μηχανικής σταθερότητας της αρθρικής κίνησης, αποτροπή ακραίας κινητικότητας - Τένοντες : σύνδεση του μυ με το οστό μεταδίδει τις εκτατικές φορτίσεις από τον μυ στο οστό επιτρέποντας στη μυϊκή γαστέρα να βρίσκεται σε κατάλληλη απόσταση από την άρθρωση

Σύνθεση και δομή των τενόντων και συνδέσμων Σύνθεση και δομή των τενόντων και συνδέσμων Προσδιορισμός των τενόντων και συνδέσμων Ανθεκτικός συνδετικός ιστός γνωστός ως παραλλήλων ινών κολλαγόνος ιστός Αποτελείται από λίγα κύτταρα (ινοβλάστες) και άφθονη εξωκυττάρια ουσία - η εξωκυττάρια ουσία αποτελεί το 80% του συνολικού ιστού - περίπου το 30% της εξωκυττάριας ουσίας είναι στερεά και 70% νερό Σύνθεση των στερεών Κολλαγόνο ~75% (τένοντες > σύνδεσμοι) (στους τένοντες των άκρων ~99%) Ελαστίνη Θεμέλιος ουσία

Κολλαγόνο (I) Χαρακτηριστικά Ινοβλάστης>προκολλαγόνο>κολλαγόνο 3 πολυπεπτιδικές αλυσίδες (α) (2α1& 1α2) 66% του κυττάρου του κολλαγόνου αποτελείται από 3 αμινοξέα (Γλυκίνη 33% - προλίνη 15% - υδροξυπρολίνη 15%) Στο νέο κολλαγόνο >αδύναμους δεσμούς>διαλυτό σε ανόργανα άλατα και οξέα και οι συνδέσεις επιρεάζονται από τη ζέστη

Κολλαγόνο (I)

Ελαστίνη Προσδιορισμός της ελαστίνης - βασική ουσία σύστασης του ελαστικού ιστού Εχει ειδικό ρόλο στο συνδεσμικό σύστημα της ΣΣ το οποίο είναι επιφορτισμένο για: την προστασία των ριζών των νωτιαίων νεύρων από τη μηχανική πρόσκρουση την προ-φόρτηση των κινητικών δομών την παροχή αυξημένης σταθερότητας στη ΣΣ

Θεμέλιος ουσία Λειτουργία Ή δομική ουσία στους συνδέσμους και τους τένοντες αποτελείται από πρωτεογλυκάνες (PGs) (έως και 20% των στερεών) σε συνδυασμό με δομικές γλυκοπρωτείνες, πρωτείνες πλάσματος και μία ποικιλία μικρών κυττάρων Λειτουργία Οι PG δρουν σαν ουσία «τσιμέντο» μεταξύ των μικροϊνιδίων του κολλαγόνου Σταθεροποιούν τον κολλαγόνο σκελετό Των τενόντων και συνδέσμων συνεισφέροντας στην ολική δύναμη αυτών των δομών Dark field electron micrograph of a PG

Εξωτερική δομή και πρόσφυση στο οστό Patellar tendon inserrtion from a dog Parallel collagen fibers Unmineralized fibrocartilage Mineralized fibrocatilage Cortical bone Εξωτερική δομή και πρόσφυση στο οστό Διαφορές της εξωτερικής δομής τενόντων και συνδέσμων σε σχέση με τη λειτουργικότητα : και οι δύο περιβάλλονται από έναν χαλαρό σωληνωτό συνδετικό ιστό - στον τένοντα : ονομάζεται παρατένοντας πιο δομημένος από τον αντίστοιχο στο σύνδεσμο δημιουργεί μία θήκη - για προστασία του τένοντα - επιτρέποντας την ολίσθηση patellar

Μηχανική συμπεριφορά τενόντων και συνδέσμων Σκοπός Η ανάλυση της μηχανικής συμπεριφορά των τενόντων και των συνδέσμων οδηγεί σε σημαντικές πληροφορίες για την κατανόηση των μηχανισμών των κακώσεων Περιλαμβάνει βιομηχανικές απαιτήσεις φυσιολογική φόρτιση τενόντων και συνδέσμων μηχανισμοί κάκωσης τενόντων και συνδέσμων γλοιοελαστική συμπεριφορά τενόντων και συνδέσμων

Βιομηχανικές απαιτήσεις (I) Ο ιστός διατείνεται έως τη ρήξη του, και ορίζεται η δύναμη που το προκαλεί Rabbit tendon test ο συντελεστής ελαστικότητας για τένοντες & συνδέσμους Στην περιοχή .1 - ο συντελεστής ελαστικότητας δεν είναι συνεχής αλλά αυξάνει σταδιακά «δακτυλική» περιοχή Γραμμική περιοχή Τέλος της γραμμικής (P-lin) Μέγιστη φόρτηση (P-max)

B : The collagen fibers have straightened out under load Βιομηχανικές απαιτήσεις (II) B : The collagen fibers have straightened out under load A : The unloaded collagen fibers have a wavy configuration Human knee ligaments(10,000x) Σπονδυλικός σύνδεσμος. Στο 70% επιμήκυνσης ο σύνδεσμος υπόκειται σε μεγάλη αύξηση της σκληρότητάς του και με πρόσθετη φόρτιση καταρρέει δίχως παραπέρα υποχώρηση

The curve produced during tensile testing for human A.C.L Progressive failure of the A.C.L.(anterior cruciate ligament) from a cadaver knee tested in tension to failure at a physiologic strain rate Μηχανισμοί κάκωσης τενόντων και συνδέσμων (I) The curve produced during tensile testing for human A.C.L ομοιότητα των μηχανισμών κάκωσης για τένοντες και συνδέσμους εν συντομία.. Όταν υπόκειται σε φόρτιση που φτάνει το φυσιολογικό εύρος Ανώμαλη σταθεροποίηση της άρθρωσης Μικροαποδόμηση του τένοντα Μεγάλη αποδόμηση Τραυματισμός του θύλακου, των άλλων συνδέσμων και αγγείων

Μηχανισμοί κάκωσης τενόντων και συνδέσμων (II) ομοιότητα του μηχανισμού κάκωσης για σύνδεσμο και τένοντα, αλλά δύο πρόσθετοι παράγοντες που αφορούν τον τένοντα ΓΙΑΤΙ? Λόγω της σύνδεσης με το μυ ΠΡΩΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΝ :καθώς συσπάται ο μυς, η περιοχή σύνδεσης μυ – τένοντα αυξάνεται ΔΕΥΤΕΡΟΣ ΠΑΡΑΓΩΝ : όσο μεγαλύτερη η περιοχή σύνδεσης στο μυ, τόσο μεγαλύτερη η ένταση της δύναμης και μεγαλύτερα τα εκτατικά φορτία που μεταδίδονται μέσω του τένοντα

Γλοιελαστική συμπεριφορά τενόντων και συνδέσμων Δύο τεστ για τον προσδιορισμό της γλοιοελαστικής συμπεριφοράς τενόντων και συνδέσμων είναι το τεστ χαλάρωσης της τάσης και το τεστ παραμόρφωσης Τι είναι γλοιοελαστική συμπεριφορά ? Φόρτιση κάτω από τη γραμμική περιοχή και διατήρηση της τάσης για παρατεταμένο χρόνο Φόρτιση κάτω από τη γραμμική περιοχή και διατήρηση της διάτασης για παρατεταμένο χρόνο

Παράγοντες που επηρεάζουν τις βιομηχανικές ιδιότητες Περιλαμβάνουν Ωρίμανση και ενηλικίωση Περίοδος κύησης και μετά τον τοκετό Μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα (NSAD) Κινητοποίηση και ακινητοποίηση

Ωρίμανση και ενηλικίωση Κατά την ενηλικίωση (έως τα 20), ο αριθμός και η ποιότητα των δομικών συνδέσεων αυξάνει, με αποτέλεσμα την αυξημένη διατατική ικανότητα τενόντων και συνδέσμων Παρατηρείται επίσης μία αύξηση στη διάμετρο των κολλαγόνων ινιδίων. Η ποσότητα κολλαγόνου σε τένοντες και συνδέσμους μειώνεται με την ηλικία συνεισφέροντας στην σταδιακή έκπτωση των βιομηχανικών ικανοτήτων τους.

Περίοδος κύησης και μετά τον τοκετό Ο Rundgren βρήκε ότι Η ΕΚΤΑΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ των τενόντων και της ηβικής σύμφυσης σε ποντίκια ελαττώνεται κατά την περίοδο της κύησης και μετά τον τοκετό (1974). Η σκληρότητα αυτών των δομών μειώνεται κατά την περίοδο αμέσως μετά τον τοκετό αλλά επανέρχεται σταδιακά

Μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα (NSAD) Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs) - aspirin, acetaminophen, indomethacin Μικρές δοσολογίες NSAIDs δεν είναι επιβαρυντικές για την επούλωση του τένοντα και μπορεί να συνεισφέρουν στη αποκατάσταση της βιομηχανικής του συμπεριφοράς

Κινητοποίηση και ακινητοποίηση (I) Maximal load to failure and energy stored to failure for primate anterior cruciate ligaments tested in tension to failure Όπως τα οστά, οι σύνδεσμοι και οι τένοντες φαίνεται να αποδομούνται ανάλογα των μηχανικών φορτίσεων (π.χ. αστροναύτες) Η φυσική άσκηση έχει δείξει πως αυξάνει την εκτατική δύναμη των τενόντων και της περιοχής πρόσφυσης του συνδέσμου στο οστό Αυτοί που ακινητοποιούνται σε νάρθηκες για 8 εβδομάδες Αυτοί που ακινητοποιούνται για 8 εβδομάδες και δίνεται πρόγραμμα αποκατάστασης για 5 μήνες Αυτοί που ακινητοποιούνται για 8 εβδομάδες και δίνεται πρόγραμμα αποκατάστασης για 12 μήνες

Κινητοποίηση και ακινητοποίηση (ΙI) Σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου, οι σύνδεσμοι που ακινητοποιήθηκαν για 8 εβδομάδες παρουσιάζουν μικρότερη σκληρότητα και μεγαλύτερη επιμήκυνση